FI90260B

FI90260B - Inlet box for a paper machine or equivalent

Info

Publication number: FI90260B
Application number: FI885684A
Authority: FI
Inventors: Gernot Kinzler
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-12-08
Publication date: 1993-09-30
Also published as: JPH01156590A; DE3741603A1; FI885684A0; FI885684A; FI90260C; SE8804440A0; BR8806528A; ATA267288A; JP2836826B2; US4909904A; SE8804440D0; AT392807B; DE3741603C2

Description

1 902601 90260

Perälaatikko paperikonetta tai vastaavaa varten. - Inloppsläda för en pappersmaskin eller motsvarandeHeadbox for paper machine or similar. - Inloppsläda för en pappersmaskin eller motsvarande

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista perä-laatikkoa paperikonetta tai vastaavaa varten.The invention relates to a headbox for a paper machine or the like according to the preamble of claim 1.

Perälaatikolle, josta syötetään kuituja, täyte- ja krylliainei-ta sekä kemiallisia agentteja ja vettä käsittävää massasuspen-siota jatkuvalle viiralle paperirainan muodostamiseksi, asetetaan suuria vaatimuksia: perälaatikosta syötetyllä massa- suihkulla on koko koneleveyden yli oltava muuttumaton paksuus, sama nopeus, sama suihkun suunta ja sama koostumus (tiheys), jotta saataisiin paperiraina, jolla on koko koneleveydellä samat ominaisuudet, erityisesti tasalaatuinen neliömassan poik-kiprofiili. Neliömassan poikkiprofiilin poikkeamia pyritään välttämään esim. seuraavilla tavoilla:The headbox from which the pulp suspension comprising fibers, filler and crystalline material, and chemical agents and water is fed to a continuous wire to form a paper web is subject to high requirements: the pulp jet fed from the headbox must have a constant thickness and speed over the entire machine width. the same composition (density) in order to obtain a paper web having the same properties over the entire width of the machine, in particular a uniform basis weight cross-sectional profile. Deviations in the cross-sectional profile of the basis weight are avoided in the following ways, for example:

Patenttijulkaisusta DE 29 12 152 tunnetussa, alussa mainittua lajia olevassa perälaatikossa syötetään koneen leveyssuunnassa säädettävänä määränä ohennusnestettä koneenlevyiseen massa-kanavaan, jotta kohdistetulla vaikutuksella massasuspension tiheyteen voitaisiin tasoittaa valmiin paperirainan neliömassan poikkeamat. Tällöin johdetaan ohennusnestettä, edullisimmin massasuspensioon hyvin sekoittuvaa kiertovettä, massavirran alueeseen, joka sijaitsee massan syötön poikittaisen jakoyksi-kön ja perälaatikon pyörrekehittimen välissä. Vaihtoehtoisesti järjestetään niin, että ohennusneste syötetään joko suoraan pyörrekehittimeen tai lieriöviiraan liittyvän perälaatikon ulostuloon.In a headbox of the type mentioned in DE 29 12 152 at the beginning, a machine-adjustable amount of diluent is fed into the machine-width pulp channel in order to smooth the deviations of the basis weight of the finished paper web by a targeted effect on the pulp suspension density. In this case, a diluent, most preferably circulating water that mixes well with the pulp suspension, is introduced into the area of the pulp flow located between the transverse distribution unit of the pulp feed and the vortex generator of the headbox. Alternatively, it is provided that the diluent is fed either directly to the vortex generator or to the outlet of the headbox associated with the cylindrical wire.

Tällä tunnetulla toteutuksella on se raskauttava haitta, että ohennusnesteen massavirtaan syötön paikasta ja tavasta johtuen siinä aiheutetaan hydraulisia häiriöitä. Hydraulinen häiriö vaikuttaa sitä voimakkaammin leveyssuunnassa mitä pidempi suspension matka on ohennusnesteen sekoittumisesta kuitujen kiinnit- 2 90260 tymiseen viiralla. Koska tunnetussa perälaatikossa ei ole mitään massavirtaa ohjaavia väliseiniä, voi häiriö myös levitä vapaasti. Ohennusnesteen syöttäminen muusta massavirrasta poikkeavalla alueella aiheuttaa nimittäin poikittaisvirtauksia, joita reikätelan muodossa oleva pyörrekehitin ei pysty hallitsemaan. Sen lisäksi paperirainan niillä lähialueilla syntyy epäedullinen kuitujen suuntaus, joiden neliömassan poikkiprofii-lia ei ollut tarkoitus korjata. Sen lisäksi ohennusnesteen syöttäminen massavirran poikittaissuunnassa synnyttää siihen karkeita pyörteitä, joita perälaatikossa ei enää voida tasoittaa, ja siten muokkausongelmia valmiissa paperirainassa.This known implementation has the aggravating disadvantage of causing hydraulic disturbances due to the location and method of supplying the diluent to the mass flow. The longer the distance of the suspension from the mixing of the diluent to the adhesion of the fibers to the wire, the stronger the hydraulic disturbance in the width direction. Since the known headbox does not have any partitions controlling the mass flow, the disturbance can also spread freely. The supply of the diluent in a region different from the rest of the mass flow causes transverse flows which cannot be controlled by the vortex generator in the form of a perforated roll. In addition, unfavorable fiber orientation occurs in those adjacent areas of the paper web whose cross-sectional profile was not intended to be corrected. In addition, feeding the thinner in the transverse direction of the mass flow creates coarse vortices in it, which can no longer be smoothed in the headbox, and thus processing problems in the finished paper web.

Keksinnön perustana on siten tehtävä aikaansaada alussa mainitun lajinen perälaatikko, jossa on mahdollista vaikuttaa neliömassan poikittaisprofiiliin paikallisesti rajatulla alueella, kehittämättä häiriöitä rainan muilla alueilla.It is therefore an object of the invention to provide a headbox of the type mentioned at the outset, in which it is possible to influence the transverse profile of the basis weight in a locally delimited area, without developing interference in other areas of the web.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisesti.This object is solved according to the characterizing part of claim 1.

Tämä ratkaisu on siinä mielessä edullinen, että ohennusnesteen syöttämiseen väistämättä liittyvä massavirtauksen hydraulinen häiriö tasoittuu virtaussuunnassa välittömästi nesteen syötön jälkeen olevan kuristuskohdan vaikutuksesta, niin että häiritsevät pyörteet ja poikittaisvirtaukset varmasti vältetään. Määrätylle, paperirainan kapealle alueelle haluttu neliömassan poikittaisprof iilin korjaus ei siten vaikuta epäedullisella tavalla rainan viereisiin alueisiin.This solution is advantageous in that the hydraulic disturbance of the mass flow inevitably associated with the supply of the diluent is equalized in the flow direction by the throttling point immediately after the supply of the liquid, so that disturbing vortices and transverse flows are certainly avoided. Thus, the correction of the transverse profile of the basis weight desired for a certain narrow area of the paper web does not adversely affect the areas adjacent to the web.

Patenttivaatimuksessa 2 esitetyllä toimenpiteellä aikaansaadaan mahdollisimman pieni häiriö massavirtauksen ominaisuuksiin (virtaussuunta, pyörteet), johtuen virtausteknisesti edullisesta ohennusnesteen syöttämisestä massavirtaan.The measure set out in claim 2 provides the least possible disturbance to the properties of the mass flow (flow direction, vortices), due to the flow-technically advantageous supply of the diluent to the mass flow.

Seuraavassa selitetään lähemmin keksinnön erästä suoritusmuotoa piirustuksen avulla. Siinä ovat: 3 90260An embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing. It includes: 3,90260

Kuvio 1 Paperikoneen perälaatikon poikkileikkaus kaavio lli-sesti esitettynä?Figure 1 Cross-section of a paper machine headbox shown diagrammatically?

Kuvio 2 osa perälaatikosta kuvion 1 yksityiskohdan II suurennettuna esityksenä, jossa ennen pyörrekehitintä on massavirtaan päättyviä ohennusnesteen johtoja; jaFig. 2 is a portion of the headbox in an enlarged view of detail II of Fig. 1 with diluent lines terminating in the mass flow prior to the vortex generator; and

Kuvio 3 Näkyinä osasta pyörrekehitintä, jossa on kuristus-reikiä, sekä ohennusnesteen johtoja nähtynä kuvion 2 nuolen III suunnassa.Figure 3 visions pyörrekehitintä portion having a throttle-holes, as well as thinners lines as seen from the direction of the arrow III in Figure 2.

Viitenumerolla 10 merkitty perälaatikko muutoin esittämättä olevassa paperikoneessa on varustettu poikittaisjakoputkella 11, jonka kautta massasuspensiota syötetään vakiotilavuusvirtana perälaatikon 10 massakanavaan 12 (kuvio 1). Massakanavan 12 alussa on putkijakoristikko 13, jolla aikaansaadaan koneen leveydellä tasainen, erittäin pyörteinen massavirta. Putkijako-ristikon 13 jälkeen seuraa massasuspension virtaussuunnassa (nuoli 14 kuviossa 2) tasauskanava 15. Siihen liittyy massavir-ran kääntymisen jälkeen pyörrekehitin 16, joka on muodostettu pyörreverkkosovituksena. Ennen pyörrekehitintä 16 tasaus-kanavasta 15 haarautuu ylöspäin ylivuotokanava 17 ylimääräistä massasuspensiota varten. Pyörrekehittimestä lähtevä massasus-pensio, jolla on lyhytaaltoinen suuritiheyksinen pyörre, virtaa massakanavan 12 koneenlevyisen suuttimen 18 läpi, jossa mas-savirtaus kiihtyy ja tulee ulos perälaatikon 10 massan ulostuloraosta 19 koneenlevyieenä, tasapaksuna suihkuna rinta-telan 20 alueella jatkuvalle viiralle 21. Viiralla olevasta mas-sasuspensiokerroksesta 22 poistetaan vesi tunnetulla tavalla ja kiertovesi syötetään takaisin paperikoneen massakiertoon.The headbox marked with the reference numeral 10 in a paper machine not otherwise shown is provided with a transverse distribution pipe 11, through which the pulp suspension is fed as a constant volume flow into the pulp channel 12 of the headbox 10 (Fig. 1). At the beginning of the pulp channel 12 there is a pipe truss 13, which provides a uniform, highly turbulent pulp flow across the width of the machine. After the pipe distribution grid 13, a compensating channel 15 follows in the flow direction of the pulp suspension (arrow 14 in Fig. 2). Prior to the vortex generator 16, an overflow channel 17 branches upwards from the leveling channel 15 for additional pulp suspension. The pulp suspension from the vortex generator having a short-wave high-density vortex flows through the machine plate nozzle 18 of the pulp channel 12, where the pulp flow accelerates and exits the pulp outlet slot 19 of the headbox 10 as a machine plate thread. the dye suspension layer 22 is dewatered in a known manner and the circulating water is fed back to the pulp cycle of the paper machine.

Perälaatikko 10 on varustettu laitteella 23 ohennusnesteen syöttämiseksi massakanavaan 12. Tässä laitteessa 23 on ohennusnes-teenä käytetyllä kiertovedellä syötetty poikittais jakoputki 24, joka kulkee massasuspension poikittaisjakoputken 11 rinnalla. Poikittais jakoputkesta 24 lähtee useita ohennusnesteen syöttö-johtoja 25. Nämä johdot 25 on järjestetty keskinäisellä vähäi- 4 90260 sellä etäisyydellä samansuuntaisesti toisiinsa nähden koko koneen leveydelle. Jokaisessa johdossa on venttiili 26 ohennus-nesteen tilavuusvirran säätämiseksi. Syöttöjohdot 25 aukeavat massakanavaan 12. Ne ulottuvat massasuspension virtausuunnan (nuoli 14) kanssa lähes samansuuntaisin pituusakselein pitkin tasauskanavan 15 sivuseinämää. Syöttöjohdot 25 päättyvät välittömästi ennen perälaatikon 10 pyörrekehitintä 16. Syöttöjohdot 25 ovat päistään terävään kulmaan viistettyjä niin, että niiden ulostulot 28 avautuvat täydellä poikkileikkauksella kohti tasauskanavan 15 pyörrekehittimeen 16 päättyvää osuutta.The headbox 10 is provided with a device 23 for supplying a thinning liquid to the pulp channel 12. This device 23 has a transverse manifold 24 supplied with the circulating water used as the thinning fluid, which runs alongside the transverse manifold 11 of the pulp suspension. A plurality of diluent supply lines 25 exit the transverse manifold 24. These lines 25 are arranged at a distance of at least a small distance parallel to each other over the entire width of the machine. Each line has a valve 26 for adjusting the volume flow of diluent. The supply lines 25 open into the pulp channel 12. They extend along longitudinal axes almost parallel to the flow direction of the pulp suspension (arrow 14) along the side wall of the balancing channel 15. The supply lines 25 terminate immediately prior to the vortex generator 16 of the headbox 10. The supply lines 25 are beveled at an acute angle so that their outlets 28 open in full cross-section toward the portion of the compensating channel 15 terminating in the vortex generator 16.

Tasauskanavaan 15 välittömästi rajoittuen, siis ylävirran puolelle, on järjestetty pyörrekehitin 16 kuristuskohtineen 29. Tämä on muodostettu kulloinkin ahtaasti mitoitettuna lyhyenä reikänä 30, joka jatkuu suhteellisen pitkään pyörrekehittimen reikään 31, joka vuorostaan on halkaisijaltaan suurempi, suut-timen 18 suuntaan. (Esitetyn suoritusesimerkin sijasta voidaan pyörrekehitin 16 myös varustaa putkilla, jotka on muodostettu samalla toimintatavalla kuin reiät 30 ja 31 porrastetulla poikkileikkauksella. ) Pyörrekehittimen 16 reiät on ylävirran puolella järjestetty koneen koko leveydelle samalla jaolla (kuvio 3), mutta jakokuvio voi myös poiketa kuviossa esitetystä. Syöt-töjohdot 25 on järjestetty yhteenkuuluvasti reikiin 30 samassa linjassa samoin jakoetäisyyksin.Immediately adjacent to the compensating channel 15, i.e. on the upstream side, a vortex generator 16 with throttling points 29 is arranged. This is formed in each case by a narrowly dimensioned short hole 30 extending into a relatively long vortex generator hole 31, which in turn is larger in diameter. (Instead of the embodiment shown, the vortex generator 16 may also be provided with tubes formed in the same mode as the holes 30 and 31 in a stepped cross section.) The supply lines 25 are cohesively arranged in the holes 30 in the same line at the same spacing.

Rakenneosien putkijakoristikko 13 ja tasauskanava 15 olemassaolo eivät ole keksinnölle oleellisia, ts. poikittaisjakoputki 11 voi myös rajoittua välittömästi pyörrekehittimeen 16.The existence of the pipe truss 13 of the components and the compensating channel 15 are not essential to the invention, i.e. the transverse distribution pipe 11 can also be immediately limited to the vortex generator 16.

Laitteella 23 syötetty ohennusneste syötetään perälaatikkoon 10 suhteessa 1:5 - 1:10 massasuspension tilavuusvirtaan. Olettaen, että neliomassan poikkiprofiili ei tarvitse korjausta ja on siten oikea, tapahtuu ohennusnesteen syöttäminen erillisistä syöttöjohdoista 25 samalla tilavuusvirralla koneen koko leveydellä. Tällöin varmistetaan perälaatikon 10 hydraulisen järjestelmän vastaavalla rakenteella sekä laitteella 23, että molemmat tilavuusvirrat (massasuspensio ja ohennusneste) yhtyvät li s 90260 lähes samalla nopeudella. Massasuspensioon nähden samassa lämpötilassa oleva ja samoin kemiallisin ominaisuuksin varustettu ohennusnesteenä käytetty kiertovesi edistää näiden tilavuusvir-tojen sekoittumista.The diluent fed to the device 23 is fed to the headbox 10 in a ratio of 1: 5 to 1:10 by volume flow of the pulp suspension. Assuming that the cross-sectional profile of the basis weight does not need to be corrected and is thus correct, the diluent is supplied from the separate supply lines 25 at the same volume flow over the entire width of the machine. In this case, it is ensured by the corresponding structure of the hydraulic system of the headbox 10 by both the device 23 and that both volume flows (pulp suspension and diluent) converge at almost the same speed. The circulating water used as a diluent at the same temperature and with the same chemical properties as the pulp suspension promotes the mixing of these volume flows.

Käytännön paperinvalmistuksessa paperirainan neliömassan poik-kiprofiilissa esiintyviin poikkeamiin, jotka voivat johtua lukuisista syistä, voidaan tehokkaasti vaikuttaa tasaavasti syöttämällä ohennusvettä laitteella 23. Riippuen poikki-profiilipoikkeaman sijainnista koneen leveydellä muutetaan virheelliseen alueeseen järjestettyä ohennusnesteen syöttöä. Tämä voi tapahtua siten, että neliömassan poikkiprofiilia mittaava laite antaa vastaavia signaaleja paperikoneen prosessinohjaus-järjestelmälle, joka ohjaa venttiiliä tai venttiilejä 26 syöttö johdoissa 25 muuttaen ohennusnesteen syöttöä. Portaattomasti säädettävien venttiilien 26 avulla voidaan korjaus suorittaa hyvin hienojakoisesti. Virheellisesti pienentyneellä neliömas-salla vähennetään ohennusnesteen syöttämistä niin, että mas-sasuspension tiheys nousee vastaavalla tavalla ja neliömassan poikkeama korjautuu. Neliömassan kasvaessa ennalta määrätyn arvon yli, lisätään sitä vastoin ohennusnesteen sekoittamista massasuspensioon ja pienennetään siten sen tiheyttä, mistä seuraa neliömassan pieneneminen. Nämä säätötapahtumat voivat koskea useita syöttöjohdoista 25 syötettyjä ohennusnesteen osatila-vuusvirtoja riippuen neliömassan poikkiprofiilin poikkeaman kulloisestakin leveydestä. Paikallisesti (koneen leveyteen nähden) hyvin kapealle alueelle rajoittuneet ajallisesti stabiilit neliömassan poikkiprofiilin poikkeamat voidaan sitä vastoin hallita yhdellä ainoalla vastaavan syöttöjohdon venttiilillä 26. Ohennusnesteen syötön takia enemmän tai vähemmän syrjäytynyt massasuspensio tasoittuu ylivuotokanavan 17 kautta, joten pyörrekehittimen 16 läpi virtaa vakio tilavuusvirta.In practical papermaking, the deviations in the cross-sectional area of the paper web, which can be due to a number of reasons, can be effectively smoothed by supplying thinning water with the device 23. Depending on the cross-sectional deviation in the width of the machine. This can be done by the device measuring the cross-sectional profile of the basis weight providing corresponding signals to the process control system of the paper machine, which controls the valve or valves 26 in the supply lines 25, changing the supply of diluent. With the help of steplessly adjustable valves 26, the repair can be carried out very finely. The erroneously reduced basis weight-S reduces the supply of diluent so that the density of the mass suspension increases correspondingly and the deviation of the basis weight is corrected. In contrast, as the basis weight increases above a predetermined value, the mixing of the diluent with the mass suspension is increased and thus its density is reduced, resulting in a decrease in basis weight. These control events can apply to several partial volume flows of diluent supplied from the supply lines 25, depending on the respective width of the deviation of the cross-sectional profile of the basis weight. In contrast, time-stable deviations of the square mass cross-section profile limited to a very narrow area locally (relative to the width of the machine) can be controlled by a single valve 26 of the corresponding supply line 26. The more or less displaced pulp suspension

Neliömassan poikkiprofiilin poikkeamien johdosta muuttunut ohennusnesteen syöttö yhdestä tai useammasta syöttöjohdosta 25 johtaa nopeuseroihin ohennusnesteen ja massasuspension sekoi-tuskohdassa tasauskanavassa 15. Tästä aiheutuvat häiriöt ta- 6 90260 sauskanavassa 15 estetään leviämästä koneen leveyssuunnassa siten, että pyörrekehittimen 16 kuristuskohta 29 seuraa välittömästi syöttöjohtojen 25 syöttökohdan 28 jälkeen. Nämä kuristus-kohdat 29 vaikuttavat tasoittavasti massasuspensiosta ja ohennusnesteestä koostuvan tilavuusvirran häiriöihin niin, että pyörrekehittimellä 16 on sama paine koneen koko leveydellä. Koneen koko leveydellä vallitsevat vakiopaineolot ovat riippumattomia massasuspension paikallisista tiheyksistä. Näiden mas-satiheyksien erojen tasoittuminen suuttimessa 18 on estetty massasuspension suihkun raosta 19 tapahtuvaan ulostuloon saakka.Due to deviations in the cross-sectional profile of the basis weight, the changed supply of diluent from one or more supply lines 25 leads to speed differences at the mixing point of diluent and pulp suspension in the equalization channel 15. . These throttling points 29 have a compensating effect on the disturbances of the volume flow consisting of the pulp suspension and the diluent so that the vortex generator 16 has the same pressure over the entire width of the machine. The constant pressure conditions over the entire width of the machine are independent of the local densities of the pulp suspension. The equalization of these differences in pulp densities in the nozzle 18 is prevented up to the outlet of the pulp suspension jet from the slot 19.

I!I!

Claims

1. Inloppsläda (10) för en pappersmaskin eller motsvarande med en maskinbred massakanal (12), en i denna anordnad, maskinbred turbulensgenerator (1 6), en i massasuspensionens stromnings-riktning sasom följande anordnad maskinbred dysa (18), genom vilken massasuspensionen avges pa en maskinbred kontinuerlig vira (21), samt med en anordning (23) för inmatning av förtun-ningsvätska i massakanalen (12), vars mängd kan inställas over maskinbredden, med over maskinbredden tätt efter varandra följande anordnade inmatningsledningar (25), varvid stället för inmatning av förtunningsvätskan ligger omedelbart fore turbu-lensgeneratorn (16), som pä i och för sig känt sätt bildats säsom en turbulensgitterinsats med ett drosselställe (29) pä uppströmssidan, kännetecknad av att ledningarna (25) pä utloppssidan slutar i massakanalen (12) med ätminstone tillnärmelsevis parallellt med massasuspensionens strömnings-riktning löpande längsaxlar.1. Inlet carriage (10) for a paper machine or its equivalent with a machine-wide pulp channel (12), a machine-wide turbulence generator (16) arranged therein, a flow direction of the pulp suspension (18) as provided by the pulp suspension, on a machine-wide continuous wire (21), and with a device (23) for feeding thinning liquid into the pulp channel (12), the amount of which can be adjusted over the machine width, with the machine width tightly arranged in consecutive lines (25), for supplying the diluent liquid immediately lies the turbulence generator (16), which is formed in a known manner as a turbulence grid insert with a throttle position (29) on the upstream side, characterized in that the pipes (25) on the outlet side end in the mass channel (12). with at least approximately parallel to the longitudinal axis of the pulp suspension running longitudinal axis.

2. Inloppsläda enligt patentkrav 1, kännetecknad av att drosselstället (29) bildats säsom tili varje genomgäng (häl 31) i turbulensgeneratorn (16) tillhörande häl (30) i turbulensgitterinsatsen.2. An inlet carriage according to claim 1, characterized in that the throttle position (29) is formed as in each passage (heel 31) of the turbulence generator (16) of the heel (30) of the turbulence grid insert.

3. Inloppsläda enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att drosselställets (29) häl (30) och ledningarna (25) för förtunningsvätskan med samma delning anordnats över maskinbredden i linje med varandra. li3. An inlet carriage according to claim 1 or 2, characterized in that the heel (30) of the throttle body (29) and the lines (25) for the dilution fluid with the same pitch are arranged over the machine width in line with each other. li